JPWO2009118777A1 - 無線通信方法、端末装置、基地局装置、及び無線通信システム - Google Patents

無線通信方法、端末装置、基地局装置、及び無線通信システム Download PDF

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Abstract

端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法において、前記基地局装置は、前記端末装置から送信される送信信号の送信電力に基づいて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを選択し、前記端末装置は、選択された前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局装置に送信する。

Description

本発明は、無線通信方法、端末装置、基地局装置、及び無線通信システムに関する。
現在３ＧＰＰ（3rd Generation
Partnership Project）では、次世代無線通信規格としてＬＴＥ（Long Term Evolution、又はEvaluated UTRA and
UTRAN）が検討されている（例えば、以下の非特許文献１）。
ＬＴＥは、基地局から端末への下りリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）にＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）、端末から基地局への上りリンク（Ｕｐｌｉｎｋ）にＳＣ‐ＦＤＭＡ（Single-Carrier
Frequency Division Multiple Access）を採用する。
ＯＦＤＭは、周波数帯域を複数のサブキャリアに分割し、各サブキャリアに直接データを載せて送信する送信方式である。一方、ＳＣ‐ＦＤＭＡはＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）変換したデータをサブキャリアに載せて送信する送信方式である。図１８はＳＣ‐ＦＤＭＡ、図１９はＯＦＤＭによる夫々の信号処理回路の構成例を示す図である。図１８を参照すると、サブキャリアマッピングの前にＤＦＴ（Discrete
Fourier Transform）部１０１が含まれ、ＤＦＴ処理された信号は、サブキャリアマッピング部１０２、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete
Fourier Transform）部１０３、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１０４に順次入力されることがわかる。図１９を参照すると、送信データは、サブキャリアマッピング部１１１に入力され、ＩＤＦＴ部１１２、ＣＰ挿入部１１３に順次入力されることがわかる。
一方、基地局または端末はデータを送信するためにアンプ（増幅器）を用いる。アンプは、入力電力が大きいとき線形性を保てずデータが歪む、という問題がある。データが歪むと帯域外放射電力が増える。帯域外放射電力はＡＣＬＲ（Adjacent carrier leakage ratio）規格で上限値（以下、単に「ＡＣＬＲ」と称す）が定められ、データの歪みが大きいとＡＣＬＲを満たすことができなくなる。
ＡＣＬＲに配慮すると、ＰＡＰＲ（Peak to
Average Power Ratio）が低いＳＣ‐ＦＤＭＡは有利な方式であり、ＬＴＥにおいては、端末からの上りリンクに適用されている。
3GPP TS 36.211V8.0.0 (2007-09) Hikmet Sari,Geroges Karam, and Isabell Jeanclaude, "Transmission Techniques forDigital Terrestrial TV Broadcasting", IEEE Communication Magazine,pp100-109, Feb.1995
ＳＣ‐ＦＤＭＡは、ＰＡＰＲについて有利ではあるが、周波数上で連続するサブキャリアを用いるため、周波数上で不連続にサブキャリアを選ぶことができず、リソース割り当て等を行う際にスケジューリング面で制約がある。また、図２０（例えば、非特許文献２）のように、同じ受信Ｅ／Ｎの状況下であっても、他の方式に対してエラーが生じやすくなっている。
そこで、本発明は、ＳＣ‐ＦＤＭＡの適用により生じる不都合の改善を図ることを目的とする。
好ましくは、その際に、スケジューリングの柔軟性又は品質面に配慮した改善を図ることを目的とする。
本発明の一態様によれば、端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法において、前記基地局装置は、前記端末装置から送信される送信信号の送信電力に基づいて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを選択し、前記端末装置は、選択された前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局装置に送信することとする。
また、本発明の他の態様によれば、端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法において、前記基地局装置は、前記端末装置がＭＩＭＯで送信信号を送信するとき第１の送信方式を選択し、そうでないとき第２の送信方式を選択し、前記端末装置は、選択された前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局装置に送信することとする。
さらに、本発明の他の態様によれば、基地局装置との間で無線通信を行う端末装置において、前記端末装置から送信される送信信号の送信電力に基づいて第１の送信方式または第２の送信方式のいずれが選択され、当該選択された送信方式を示す送信方式選択情報を前記基地局装置から受信する受信部と、前記送信方式選択情報に基づいて前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局装置に送信する送信部とを備えることとする。
さらに、本発明の他の態様によれば、基地局装置との間で無線通信を行う端末装置において、前記端末装置がＭＩＭＯで送信するとき第１の送信方式を選択し、そうでないとき第２の送信方式を選択したことを示す送信方式選択情報を前記基地局装置から受信する受信部と、前記送信方式選択情報に基づいて前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局に送信する送信部とを備えることとする。
さらに、本発明の他の態様によれば、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置において、前記端末装置から送信される送信信号の送信電力に基づいて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを選択する選択部と、選択した前記第１または第２の送信方式を示す送信方式選択情報を前記端末装置に送信する送信部とを備え、前記端末装置は選択された前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を送信することとする。
さらに、本発明の他の態様によれば、端末装置との間で無線通信を行う基地局装置において、前記端末装置がＭＩＭＯで送信信号を送信するときは第１の送信方式を選択し、そうでないときは第２の送信方式を選択する選択部と、選択した前記第１または第２の送信方式を示す送信方式選択情報を前記端末装置に送信する送信部とを備え、前記端末装置は選択された前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を送信することとする。
さらに、本発明の他の態様によれば、端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記端末装置から送信される送信信号の送信電力に基づいて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを選択する選択部と、選択した前記第１または第２の送信方式を示す送信方式選択情報を送信する送信部とを備え、前記端末装置は、前記送信方式選択情報を受信する受信部と、前記送信方式選択情報に基づいて前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局に送信する送信部を備えることとする。
さらに、本発明の他の態様によれば、端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記端末装置がＭＩＭＯにより送信信号を送信するときは第１の送信方式を選択し、そうでないときは第２の送信方式を選択する選択部と、選択した前記第１または第２の送信方式を示す送信方式選択情報を送信する送信部とを備え、前記端末装置は、前記送信方式選択情報を受信する受信部と、前記送信方式選択情報に基づいて前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局に送信する送信部を備えることとする。
さらに、本発明の他の態様によれば、端末装置と基地局との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、前記基地局または端末装置は、送信電力の大きさによって選択された複数の送信形式に対応可能な変調部と、前記変調部で変調された信号を送信する送信部とを備え、前記複数の送信形式は、ＳＣ‐ＦＤＭＡ方式とＯＦＤＭ方式を含み、送信電力の増加にともなって、前記ＯＦＤＭ方式から前記ＳＣ‐ＦＤＭＡ方式へ切り替える選択がなされることとする。
本発明によれば、ＳＣ‐ＦＤＭＡの適用により生ずる不都合の改善を図ることができる。
図１は無線通信システムの構成例を示す図である。 図２は端末装置の構成例を示す図である。 図３は基地局装置の構成例を示す図である。 図４はＭＰＲテーブルの例を示す図である。 図５は全体動作の例を示すシーケンス図である。 図６は送信方式決定処理の動作例を示すフローチャートである。 図７（Ａ）及び同図（Ｂ）は送信電力の下げ幅の例を示す図である。 図８は送信方式決定処理の他の動作例を示すフローチャートである。 図９はＭＰＲテーブルの例を示す図である。 図１０は送信方式決定処理の他の動作例を示すフローチャートである。 図１１は基地局装置の他の構成例を示す図である。 図１２は基地局装置の他の構成例を示す図である。 図１３は送信方式決定処理の他の動作例を示すフローチャートである。 図１４は送信方式決定処理の他の動作例を示すフローチャートである。 図１５は端末装置の他の構成例を示す図である。 図１６は基地局装置の他の構成例を示す図である。 図１７は全体処理の他の例を示すフローチャートである。 図１８はＳＣ‐ＦＤＭＡによる場合の信号処理回路の構成例を示す図である。 図１９はＯＦＤＭによる場合の信号処理回路の構成例を示す図である。 図２０はＳＣ‐ＦＤＭＡとＯＦＤＭの特性例を示すグラフである。
符号の説明
１：無線通信システム １０（１０‐１〜１０‐３）：端末装置
１１：既知信号受信部 １２：パスロス計算部
１３：送信電力計算部 １４：既知信号送信部
１５：Δ（最大電力−現在電力）送信部 １７：スケジューリング送信部
１８：送信方式受信部 １９：データ信号変調部
２０：データ信号送信部 ５０（５０‐１〜５０‐４）：基地局装置
５１：既知信号送信部 ５２：Δ（最大電力−現在電力）受信部
５３：スケジューリングリクエスト受信部
５４：ＭＰＲテーブル ５５：送信方式決定部
５６：送信方式送信部 ５７：データ受信部
６０：送信ビット数テーブル ７０：ネットワーク受信部
本発明を実施するための最良の形態について以下説明する。
［実施例１］
まず、実施例１について説明する。図１は無線通信システム１の構成例を示す図である。無線通信システム１は、端末装置（以下、「端末」）１０‐１〜１０‐３と、基地局装置（以下、「基地局」）５０‐１〜５０‐４とを備える。点線は各基地局５０‐１〜５０‐４のセル範囲を示す。端末１０‐１〜１０‐３はセル内に位置したときに当該基地局５０‐１〜５０‐４と無線通信できる。
図２は端末１０、図３は基地局５０の各構成例を示す図である。端末１０は、既知信号受信部１１と、パスロス計算部１２と、送信電力計算部１３と、既知信号送信部１４と、Δ（最大電力−現在電力）送信部（以下、Δ送信部）１５と、送信データバッファ１６と、スケジューリングリクエスト送信部１７と、送信方式受信部１８と、データ信号変調部１９と、データ信号送信部２０とを備える。
既知信号受信部１１は基地局５０からの既知信号を受信し、パスロス計算部１２に出力する。例えば、既知信号は基地局５０から定期的に送信される。
パスロス計算部１２は、既知信号に基づいて、基地局５０との間のダウンリンク方向の伝播路損失（パスロスＰＬ）を計算し、計算したパスロスＰＬを送信電力計算部１３に出力する。
送信電力計算部１３は、パスロスＰＬ等に基づいて送信電力を計算する。計算は以下の式を用いる。
Figure 2009118777
ここで、Ｐｔは端末１０の位置に応じて想定される端末１０のデータ送信電力、Ｐｍａｘは端末１０の能力から決まる最大送信電力、ＰＬはパスロス、ＰＬｘ−ｉｌｅとＲｍｉｎは電力制御のための定数である。最大送信電力Ｐｍａｘ、と２つの定数ＰＬｘ−ｉｌｅ，Ｒｍｉｎは、例えばメモリに記憶され、送信電力計算部１３がメモリから読み出して、パスロス計算部１２からのパスロスＰＬとともに計算する。
既知信号送信部１４は、例えば定期的に既知信号を基地局５０に送信する。
Δ送信部１５は、最大送信電力Ｐｍａｘと送信電力Ｐｔとの差Δを計算し、基地局５０に送信する。この差Δは、端末１０の現在位置に応じた、最大送信電力Ｐｍａｘからの下げ幅を示す。なお、送信電力計算部１３で差Δを計算してもよい。
送信データバッファ１６はアプリケーション部などからの送信データを記憶する。
スケジューリングリクエスト送信部１７は、送信データを送信するときにスケジューリングリクエストを基地局５０に送信する。スケジューリングリクエスト送信部１７は、送信データバッファ１６に記憶された送信データのデータ量を計算する等してデータ量やデータレートもスケジューリングリクエストに含めて送信する。
送信方式受信部１８は、基地局５０から送信された送信方式を受信し、データ信号変調部１９に出力する。
データ信号変調部１９は、送信データバッファ１６から送信データを読み出して、送信方式受信部１８からの送信方式に基づいて、送信データを変調する。
データ信号送信部２０は、変調された送信データを基地局５０に送信する。
一方、基地局５０は図３に示すように、既知信号送信部５１と、Δ（最大電力−現在電力）受信部（以下、Δ受信部）５２と、スケジューリングリクエスト受信部５３と、ＭＰＲ（Maximum Power Reduction）テーブル５４と、送信方式決定部５５と、送信方式送信部５６と、データ受信部５７とを備える。
既知信号送信部５１は、既知信号を例えば定期的に端末１０に送信する。
Δ受信部５２は、端末１０からの差Δを受信し、送信方式決定部５５に出力する。
スケジューリングリクエスト受信部５３は、端末１０からのスケジューリングリクエストを受信し、送信方式決定部５５に出力する。
ＭＰＲテーブル５４は、送信方式（ＯＦＤＭまたはＳＣ‐ＦＤＭＡ）、変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなど）、リソースブロック数（周波数軸上で割り当てることのできるサブキャリアの数）、端末１０の最大送信電力からの減少量（以下、送信電力削減量）Ｐｒの各値を記憶する。
端末１０は送信データを送信するために内部にアンプを備えるが、この送信電力削減量Ｐｒはいわば端末１０のアンプの制約からＡＣＬＲ（帯域外放射電力の上限値）を満たすために最大送信電力から下げなければならない送信電力の下げ幅を示す値である。
図４はＭＰＲテーブル５４の例を示す図である。同図に示すように、送信電力削減量Ｐｒは、送信方式や、変調方式、リソースブロック数に応じて値が異なる。端末１０から送信される送信波形は送信方式等により異なり、この送信波形に応じて送信電力削減量Ｐｒも異なる値を取るからである。また、同じ変調方式、リソースブロック数でも送信方式が異なると送信電力削減量Ｐｒは異なる。ＯＦＤＭの方がＳＣ‐ＦＤＭＡよりも送信電力のＰＡＰＲは大きく、ＡＣＬＲを満たすためには送信電力を下げる必要があるためである。
図３に戻り、送信方式決定部５５は、差Δと、ＭＰＲテーブル５４から読み出した送信電力削減量Ｐｒの最大値とから、ＯＦＤＭまたはＳＣ‐ＦＤＭＡいずれかの送信方式を選択し決定する。決定処理は後述する。送信方式決定部５５は、例えばスケジューリングリクエスト受信部５３でスケジューリングリクエストを受信したときに決定処理を行う。
送信方式送信部５６は、決定した送信方式を送信する。端末１０はこの送信方式に基づいて送信データを送信する（図２参照）。
データ受信部５７は、端末１０からの送信データを受信し、送信方式に基づいて受信処理を行う。
次に、送信方式決定処理の詳細を説明する。図５は全体処理の例を示すシーケンス図、図６は送信方式決定処理の例を示すフローチャートである。
まず、基地局５０の既知信号送信部５１は既知信号を端末１０に送信する（Ｓ１０）。
次いで、端末１０の送信電力計算部１３は、最大送信電力Ｐｍａｘと、位置に応じた端末１０の送信電力Ｐｔとの差Δを計算する（Ｓ１１）。
次いで、端末１０のスケジューリングリクエスト送信部１７はスケジューリングリクエストを送信する（Ｓ１２）。Δ送信部１５はスケジューリングリクエストを送信するタイミングで差Δを送信する。Δ送信部１５は計算した差Δをスケジューリングリクエスト送信部１７に出力し、スケジューリングリクエスト送信部１７はスケジューリングリクエストに差Δを含ませて送信してもよい。
次いで、基地局５０の送信方式決定部５５は送信方式を決定する（Ｓ１３）。
次いで、処理は送信方式決定処理(図６)に移行し、送信方式決定部５５は、送信電力削減量Ｐｒの最大値と差Δとを比較する（Ｓ２０）。そして、送信方式決定部５５は、送信電力削減量Ｐｒの最大値が差Δよりも大きいときに、ＳＣ‐ＦＤＭＡを選択する（Ｓ２１）。一方、送信方式決定部５５は、送信電力削減量Ｐｒの最大値と差Δが同じ、または差Δの方が大きいとき、ＯＦＤＭを選択する（Ｓ２２）。
他にも移動局の送信電力が所定の閾値を超えたことを基地局５０が検出した場合には、ＳＣ‐ＦＤＭＡを選択し、移動局の送信電力が所定の閾値より小さいことを基地局５０が検出した場合には、ＯＦＤＭを選択することもできる。
このように両者を比較する理由について、図７（Ａ）及び同図（Ｂ）を参照して説明する。図７（Ａ）は縦軸を送信電力とした場合に送信電力削減量Ｐｒの最大値の方が差Δよりも大きい場合の例、同図（Ｂ）はその逆の例を示す図である。
上述したように、差Δは端末１０の位置に応じた最大送信電力からの送信電力の下げ幅である。一方、送信電力削減量Ｐｒ（の最大値）は、端末１０のアンプの線形性を満たしてＡＣＬＲ（帯域外放射電力の上限値）を満たすようにするため、アンプの制約から下げざるを得ない最大送信電力からの下げ幅（の最大値）である。送信電力削減量Ｐｒ（の最大値）が差Δより大きい、ということは（図７（Ａ）参照）、端末１０は位置に応じて下げ幅Δで送信できるはずであるが、アンプの制約から更に余分に電力を下げて送信する必要がある、ということである。
アンプの制約から更に送信電力を下げて送信する場合、というのは、端末１０が基地局５０から遠い場合である。すなわち、従来技術でも説明したように、ＯＦＤＭはＳＣ‐ＦＤＭＡと比較してＰＡＰＲが大きいため、アンプの線形性を満たして、ＡＣＬＲの基準を満たすには、ＳＣ‐ＦＤＭＡより平均送信電力を下げる必要がある。端末１０が基地局５０から遠い場所に位置するとき、基地局５０の受信特性を上げるためにできるだけ最大送信電力でデータを送信する。
しかし、ＯＦＤＭではＰＡＰＲが大きいため、アンプの線形性を満たすようにするためには平均送信電力を下げる必要がある。ＯＦＤＭにより送信電力を下げる必要があるのであれば、平均送信電力の高いＳＣ‐ＦＤＭＡで送信した方が基地局５０の受信特性はよくなる。
したがって、アンプの制約から更に送信電力を下げて送信する場合、すなわち送信電力削減量Ｐｒの最大値が差Δより大きいとき（図７（Ａ））、送信方式決定部５５は送信方式としてＳＣ‐ＦＤＭＡを選択する。
一方、差Δの方が送信電力削減量Ｐｒ（の最大値）と同じか大きいとき（図７（Ｂ））、位置に応じた電力の下げ幅Δはアンプの制約からの送信電力の下げ幅Ｐｒ（の最大値）と同じが大きく、アンプの制約を満たす程度に送信電力を十分に下げている。このように送信電力を低くできるとき、端末１０が基地局５０に近い場合でも十分データを送信でき、また、ＰＡＰＲが大きいＯＦＤＭで送信しても、アンプの線形性を満たす範囲内でありＡＣＬＲも満足する。
したがって、送信電力が低いとき、すなわち送信電力削減量Ｐｒが差Δと同じが小さいとき、送信方式決定部５５はＯＦＤＭを選択する。ＯＦＤＭの選択により、ＳＣ‐ＦＤＭＡと比較して無線特性がよくなり、スケジューリングが柔軟になる。
本実施例１では、送信方式決定部５５は、ＭＰＲテーブル５４から送信電力削減量Ｐｒの最大値（図４の例では、４．５ｄＢ）を読み出す。あるいは、ＭＰＲテーブル５４には送信電力削減量Ｐｒの最大値のみが閾値として記憶される。送信方式決定部５５は閾値と差Δとを比較してもよい。
図５に戻り、基地局５０の送信方式送信部５６は決定した送信方式を端末１０に通知する（Ｓ１４）。
端末１０のデータ信号変調部１９は、通知された送信方式により送信データを変調する（Ｓ１５）。
次いで、端末１０のデータ信号送信部２０は、データ信号を基地局５０に送信する（Ｓ１６）。
次いで、基地局５０のデータ受信部５７は選択した送信方式によりデータ信号を復調する（Ｓ１７）。そして一連の処理が終了する。
このように、本実施例では、アップリンクで一律にＳＣ‐ＦＤＭＡによりデータを送信するのではなく、例えば、ＯＦＤＭに切り替えてデータを送信することを可能とする。ＯＦＤＭの方がＳＣ‐ＦＤＭＡより無線特性はよいので、一律にＳＣ‐ＦＤＭＡによりデータを送信する場合と比較して、無線特性の改善が図られる。
また、ＯＦＤＭＡでは、周波数軸上で連続してサブキャリアを利用しないリソース割り当てスケジュールを行うことも可能であり、一律にＳＣ‐ＦＤＭＡによりデータを送信する場合と比較して、スケジューリングの柔軟性を確保することも可能である。
結果的に、スループットを向上させることも可能である。
なお、上述した例では、基地局５０において端末１０の送信電力が所定の閾値を超えることや、送信電力削減量の最大値Ｐｒが差Δより大きいことを検出したが、移動局が送信方式決定部５５を備えることもできる。
送信電力計算部１３から差Δや送信電力そのものを移動局の送信方式決定部５５に入力することで、移動局で送信方式を決定するのである。
すなわち、移動局の送信方式決定部５５が、自身の送信電力が所定の閾値を超えたことを検出した場合や、送信電力削減量の最大値Ｐｒが差Δより大きいことを検出した場合に、ＳＣ‐ＦＤＭＡ方式を用いて送信を行うようにデータ変調部１９を制御する。
また、移動局の送信方式決定部５５が、自身の送信電力が所定の閾値を下回ることを検出した場合や、送信電力削減量の最大値Ｐｒが差Δより小さいことを検出した場合に、ＯＦＤＭ方式を用いて送信を行うようにデータ変調部１９を制御する。
好ましくは、方式を切り替える前に切り替え前の方式にて、切り替え先の方式（ＳＣ‐ＦＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式）をデータ信号送信部２０から基地局５０に対して送信させることで、基地局５０において、方式の切り替え前に切り替え先の方式を通知することもできる。通知を行わない場合であっても、基地局５０は双方の方式それぞれについて受信処理を行うことで、切り替え先の方式を検出することができる。
また、基地局と移動局の立場を入れ替えた実施例とすることもできる。
［実施例２］
次に、実施例２について説明する。実施例１において送信方式決定部５５は送信電力削減量Ｐｒの最大値と差Δとを比較した。本実施例２は、変調方式とリソースブロック数とを選択後、ＭＰＲテーブル５４から該当する項目を読み出し、送信電力削減量Ｐｒと差Δとを比較して、送信方式を決定する。
無線通信システム１の全体構成、端末１０、及び基地局５０の構成は実施例と同一である（図１〜図３参照）。また、基地局５０が端末１０からスケジューリングリクエストを受信するまで（図５のＳ１２）は実施例１と同様である。
送信方式決定部５５は、スケジューリングリクエスト受信部５３からのスケジューリングリクエストを入力すると、送信方式決定処理（Ｓ１３）を行う。
図８は送信方式決定処理の動作例を示すフローチャート、図９はＭＰＲテーブル５４の例を示す図である。
送信方式決定部５５は送信方式を選択するとき（Ｓ３０）、決定したフォーマット（変調方式とリソースブロック数）に基づいて選択する（Ｓ３１）。
例えば、送信方式決定部５５は、変調方式を「１６ＱＡＭ」、リソースブロック数を「１」とするフォーマットを決定する。送信方式決定部５５は、ＭＰＲテーブル５４から該当する項目を読み出す。図９は該当する項目を示すＭＰＲテーブル５４の例である。そして、送信方式決定部５５は、該当する項目のうちＯＦＤＭ方式の送信電力削減量Ｐｒを読み出す。図９の例では「３」である。送信方式決定部５５は、読み出したＯＦＤＭの送信電力削減量Ｐｒ（＝「３」）と差Δとを比較して、実施例１と同様に、送信電力削減量Ｐｒの方が差Δよりも大きいときＳＣ‐ＦＤＭＡを選択し、送信電力削減量Ｐｒが差Δと同じが低いときＯＦＤＭを選択する（Ｓ３２）。以降は実施例１と同様である。
送信方式決定部５５は、ＯＦＤＭとＳＣ‐ＦＤＭＡの２つの送信電力削減量Ｐｒのうち、ＯＦＤＭの送信電力削減量Ｐｒを読み出すのは、ＯＦＤＭの電力削減量Ｐｒの方がＳＣ‐ＦＤＭＡより大きく、より条件の厳しい方を基準にするためである。
尚、本実施例２において、フォーマットの決定は送信方式決定部５５ではなく、スケジューリングリクエスト受信部５３が決定するようにしてもよい。この場合、スケジューリングリクエスト受信部５３は決定したフォーマットを送信方式決定部５５に出力し、送信方式決定部５５はフォーマットに基づいて上述の処理を行う。
［実施例３］
次に実施例３について説明する。本実施例３では、実施例２に対してさらに送信ビット数を考慮して送信方式を選択する。
端末１０はスケジューリングリクエストにデータ量（送信ビット数）を含めて基地局５０に送信する（図２、図５のＳ１２）。送信ビット数が少ない場合は、端末１０はさらに送信電力を下げることができる。送信方式決定部５５は、送信ビット数による下げ幅をΔ１とし、（Δ＋Δ１）（以下、下げ幅（Δ＋Δ１））と送信電力削減量Ｐｒとを比較して送信方式を決定する。
本実施例３の無線通信システム１、端末１０、及び基地局５０の構成は実施例１と同様である。ただし、送信方式決定部５５は送信ビット数に対応する電力下げ幅Δ１を決定する。決定は、例えば、送信方式決定部５５内に送信ビット数に対応する下げ幅Δ１のテーブルを備え、送信ビット数に対応する下げ幅Δ１を読み出して決定してもよい。あるいは、送信方式決定部５５は送信ビット数から下げ幅を演算するための計算式を内部に記憶し、この計算式から下げ幅Δ１を計算して決定するようにしてもよい。あるいは、図１１に示すように送信ビット数テーブル６０をさらに備え、送信方式決定部５５は、送信ビット数に対応する下げ幅Δ１を読み出すようにしてもよい。
図１０は本実施例３における送信方式決定処理の例を示すフローチャートである。基地局５０がスケジューリングリクエストを受信するまでは実施例１と同様である。
送信方式決定部５５は、スケジューリングリクエスト受信部５３からスケジューリングリクエストを入力すると、スケジューリングリクエストに含まれる送信ビット数に基づいて電力下げ幅Δ１を決定し（Ｓ４１）、実施例２と同様にフォーマットに対応する送信方式を選択する（Ｓ４０，Ｓ４２）。
そして、送信方式決定部５５は、ＯＦＤＭの電力削減量Ｐｒの方が下げ幅（Δ＋Δ１）よりも大きいときＳＣ‐ＦＤＭＡを選択し、そうでないときＯＦＤＭを選択する（Ｓ４３）。言い換えると、送信データ量が少なく十分低い送信電力で送信できるときはＯＦＤＭ、そうでないときはＳＣ‐ＦＤＭＡを選択する。以降の処理は実施例１と同様である。
なお、本実施例３において送信ビット数以外にも符号化率でもよい。送信ビット数テーブル６０には符号化率に応じた下げ幅Δ１が記憶される。スケジューリングリクエスト受信部５３がスケジューリングリクエストを受信したときに符号化率を決定して送信方式決定部５５に出力し、送信方式決定部５５が符号化率に対応する下げ幅Δ１をテーブル６０から読み出して送信方式を決定する。
［実施例４］
次に実施例４について説明する。本実施例４では、基地局５０がネットワーク（例えば、他の基地局。基地局５０自身でもよい）から端末１０の電力を下げるようにする指示を受けたとき、この指示に対応する電力の下げ幅Δ２を考慮して送信方式を決定する。
この指示は、オーバロードインジケータ（Overload
Indicator）とも呼ばれ、端末１０の送信電力が大きく、他のセルの端末に干渉を与えるとき、端末１０の送信電力を下げるようにするための指示である。
無線通信通信システム１と端末１０の構成は実施例１と同様である。図１２は基地局５０の構成例を示す図である。同図に示すように、基地局５０はネットワーク受信部７０を備え、ネットワークを介して他の基地局からの指示（オーバロードインジケータ）を受信できる。
図１３は送信方式選択処理の例を示すフローチャートである。基地局５０がスケジューリングリクエストを受信するまでの処理（図５のＳ１２）は実施例１等と同様である。
そして、ネットワーク受信部７０は他の基地局から指示を受けると、当該指示に対応する電力の下げ幅Δ２を出力する（Ｓ５０）。ネットワーク受信部７０は、例えば内部にテーブルを備え、対応する下げ幅Δ２を読み出して出力する。
送信方式決定部５５は、実施例２と同様にフォーマットを決定し（Ｓ５２）、ＭＰＲテーブル５４から該当する項目を読み出し、下げ幅（Δ＋Δ２）とＯＦＤＭの送信電力削減量Ｐｒとを比較して、送信方式を決定する（Ｓ５１、Ｓ５３）。
つまり、送信方式決定部５５は、ＯＦＤＭの電力削減量Ｐｒの方が下げ幅（Δ＋Δ２）よりも大きいときＳＣ‐ＦＤＭＡを選択し、そうでないときＯＦＤＭを選択する（Ｓ５３）。言い換えると、指示により十分低い送信電力で送信できるときはＯＦＭＤを選択し、そうでないときはＳＣ‐ＦＤＭＡを選択する。以降の処理は実施例１等と同様である。
［実施例５］
次に実施例５について説明する。本実施例５は、端末１０がＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）送信か否かにより、送信方式を決定する例である。
ＭＩＭＯは、例えば、複数の送信アンテナから送信された送信信号を１つの受信アンテナで受信し、受信信号をキャンセルするように合成することで送信信号を得る方式である。ＭＩＭＯは受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）の良い環境でさらにスループットを得るために使用される。
しかし、ＳＣ‐ＦＤＭＡにより送信した場合に、受信側では周波数イコライザを使用して受信信号を処理しているが、この周波数イコライザのためにストリーム間干渉を消すことができない。そのため、ＭＩＭＯのストリーム間干渉とマルチパス干渉のそれぞれの重み付け係数に矛盾が生じ、却って受信信号の特性が劣化する問題がある。
一方、ＯＦＤＭは、受信側は周波数イコライザを用いる必要もなく、サブキャリアも直交しているので、受信信号の処理過程でどのような重み付け係数を用いてもマルチパス干渉は発生せず、ＭＩＭＯのストリーム間干渉を消すための重み付け係数を用いて受信可能である。
よって、本実施例５の送信方式決定部５５は、ＭＩＭＯ送信の場合はＯＦＤＭを選択し、そうでない場合はＳＣ‐ＦＤＭＡを選択する（図１４のＳ６０〜Ｓ６２）。
端末１０のスケジューリングリクエスト送信部１７は、ＭＩＭＯ送信か否かを示す情報をスケジューリングリクエストに含めて送信する。送信方式決定部５５は、スケジューリングリクエストから当該情報を読み出して、送信方式を決定すればよい。
ＭＩＭＯ送信の場合、ＯＦＤＭＡで端末１０からデータを送信するため、ＳＣ‐ＦＤＭＡで送信する場合と比較して受信信号の無線特性は劣化しない。
［実施例６］
次に実施例６を説明する。実施例１から５において、差Δの計算は端末１０で行うようにした。本実施例６は差Δの計算を基地局５０で行う例である。
図１５は端末１０、図１６は基地局５０の構成例を示し、図１７は全体処理のシーケンス図を示す。本実施例６では差Δの計算を基地局５０で行うため、既知信号受信部１１とパスロス計算部１２と送信電力計算部１３は、基地局５０に設けられている。
端末１０の既知信号送信部１４は既知信号を基地局５０に送信する（Ｓ７０）。
次いで、基地局５０の既知信号受信部１１はこれを受信し、送信電力計算部１３が（数１）等を用いて、最大送信電力Ｐｍａｘと現在位置に応じた送信電力Ｐｔとの差Δを計算する（Ｓ７１）。以降の処理は実施例１と同様である。本実施例６は、実施例２から４のいずれでも実施可能である。

Claims (21)

  1. 端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法において、
    前記基地局装置は、前記端末装置から送信される送信信号の送信電力に基づいて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを選択し、
    前記端末装置は、選択された前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局装置に送信する、
    ことを特徴とする無線通信方法。
  2. 前記選択ステップは、前記第１の送信方式で前記送信信号を送信する場合に前記送信電力を下げる必要があるとき前記第２の送信方式を選択し、そうでないとき前記第１の送信方式を選択することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
  3. 前記選択ステップは、前記第１の送信方式で前記送信信号を送信する場合に送信データ量に基づいて前記送信電力を下げる必要があるとき前記第２の送信方式を選択し、そうでないとき前記第１の送信方式を選択することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
  4. 前記選択ステップは、前記端末の送信電力を下げる指示を受けて前記第１の送信方式で前記送信信号を送信する場合に前記指示に基づいて前記送信電力を下げる必要があるとき前記第２の送信方式を選択し、そうでないとき前記第１の送信方式を選択することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
  5. 前記選択ステップは、前記端末の位置に応じた前記送信電力の最大送信電力からの第１の下げ幅と、帯域外放射電力の上限値に基づく前記送信電力の前記最大送信電力からの第２の下げ幅とを比較して、前記第２の下げ幅の方が前記第１の下げ幅よりも大きいとき前記第２の送信方式を選択し、そうでないとき前記第１の送信方式を選択する請求項１記載の無線通信方法。
  6. 前記第２の下げ幅は前記第１の送信方式による前記最大送信電力からの下げ幅であることを特徴とする請求項５記載の無線通信方法。
  7. 前記第２の下げ幅は、前記第１または第２の送信方式、変調方式、またはリソースブロック数に応じて異なる下げ幅を取り得ることを特徴とする請求項５記載の無線通信方法。
  8. 前記選択ステップは、前記第２の下げ幅を示すテーブルから前記第２の下げ幅を読み出して前記第１の下げ幅と比較することを特徴とする請求項５記載の無線通信方法。
  9. 前記選択ステップは、前記変調方式と前記リソースブロック数を決定し、前記テーブルから決定した前記変調方式及び前記リソースブロック数に対応する前記第２の下げ幅を読み出して前記第１の下げ幅と比較することを特徴とする請求項８記載の無線通信方法。
  10. 前記第１の下げ幅は送信データ量に応じた送信電力の下げ幅を含むことを特徴とする請求項５記載の無線通信方法。
  11. 前記第１の下げ幅は、前記端末の送信電力を下げる指示を受けたとき当該指示に応じた送信電力の下げ幅を含むことを特徴とする請求項５記載の無線通信方法。
  12. 前記第１の送信方式のＰＡＰＲは前記第２の送信方式のＰＡＰＲより大きいことを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
  13. 前記第１の送信方式はＯＦＤＭであり、前記第２の送信方式はＳＣ‐ＦＤＭＡであることを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
  14. 端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法において、
    前記基地局装置は、前記端末装置がＭＩＭＯで送信信号を送信するとき第１の送信方式を選択し、そうでないとき第２の送信方式を選択し、
    前記端末装置は、選択された前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局装置に送信する、
    ことを特徴とする無線通信方法。
  15. 基地局装置との間で無線通信を行う端末装置において、
    前記端末装置から送信される送信信号の送信電力に基づいて第１の送信方式または第２の送信方式のいずれが選択され、当該選択された送信方式を示す送信方式選択情報を前記基地局装置から受信する受信部と、
    前記送信方式選択情報に基づいて前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局装置に送信する送信部と
    を備えることを特徴とする端末装置。
  16. 基地局装置との間で無線通信を行う端末装置において、
    前記端末装置がＭＩＭＯで送信するとき第１の送信方式を選択し、そうでないとき第２の送信方式を選択したことを示す送信方式選択情報を前記基地局装置から受信する受信部と、
    前記送信方式選択情報に基づいて前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局に送信する送信部と
    を備えることを特徴とする端末装置。
  17. 端末装置との間で無線通信を行う基地局装置において、
    前記端末装置から送信される送信信号の送信電力に基づいて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを選択する選択部と、
    選択した前記第１または第２の送信方式を示す送信方式選択情報を前記端末装置に送信する送信部とを備え、
    前記端末装置は選択された前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を送信することを特徴とする基地局装置。
  18. 端末装置との間で無線通信を行う基地局装置において、
    前記端末装置がＭＩＭＯで送信信号を送信するときは第１の送信方式を選択し、そうでないときは第２の送信方式を選択する選択部と、
    選択した前記第１または第２の送信方式を示す送信方式選択情報を前記端末装置に送信する送信部とを備え、
    前記端末装置は選択された前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を送信することを特徴とする基地局装置。
  19. 端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
    前記基地局装置は、
    前記端末装置から送信される送信信号の送信電力に基づいて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを選択する選択部と、
    選択した前記第１または第２の送信方式を示す送信方式選択情報を送信する送信部とを備え、
    前記端末装置は、
    前記送信方式選択情報を受信する受信部と、
    前記送信方式選択情報に基づいて前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局に送信する送信部を備える
    ことを特徴とする無線通信システム。
  20. 端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
    前記基地局装置は、
    前記端末装置がＭＩＭＯにより送信信号を送信するときは第１の送信方式を選択し、そうでないときは第２の送信方式を選択する選択部と、
    選択した前記第１または第２の送信方式を示す送信方式選択情報を送信する送信部とを備え、
    前記端末装置は、
    前記送信方式選択情報を受信する受信部と、
    前記送信方式選択情報に基づいて前記第１または第２の送信方式により前記送信信号を前記基地局に送信する送信部を備える
    ことを特徴とする無線通信システム。
  21. 端末装置と基地局との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
    前記基地局または端末装置は、送信電力の大きさによって選択された複数の送信形式に対応可能な変調部と、
    前記変調部で変調された信号を送信する送信部と、
    を備え、
    前記複数の送信形式は、ＳＣ‐ＦＤＭＡ方式とＯＦＤＭ方式を含み、送信電力の増加にともなって、前記ＯＦＤＭ方式から前記ＳＣ‐ＦＤＭＡ方式へ切り替える選択がなされる、
    ことを特徴とする無線通信システム。
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